NEW 河床演变-中文补充-含小结 last 2014

1、今今 日日 课课 程程 回顾回顾河道水流与泥沙运动河道水流与泥沙运动 River Flow and Sediment Transport 河床演变河床演变 Fluvial Processes。 并延续到后面课程安排：并延续到后面课程安排： “工程泥沙与河流管理工程泥沙与河流管理”（本科选修本科选修） Fluvial Processes “河流演变学河流演变学”（研究生研究生）River DynamicsFlowSediment Fluvial ProcessesHydraulic radiusReynolds number (Re)，Re*，X, etc.Laminar flow, Turbu

2、lent flowOpen channel flowSteady flow, Unsteady flowUniform flow, Non-uniform flowBoundary layerViscous-sublayer Wall region, Intermediate region, Free-surface region (3D/2D/1D simulation)Flow structure Log-lawTurbulence:(Hydraulic smooth,Transitional， and Rough)Shear stressBed shear stressShear vel

3、ocityHydraulic resistanceDimentional Analysis - a powerful toolTwo-Phase (flow and sediment) Motion: X, Y, Z, W, etc. Gradation of sediment grainSettling / fall velocityIncipient motion / velocityIncipient tractive forceShields curve, parameter /numberBed load : traction / sliding, rolling, saltatio

4、nSuspended load: concentrationWash load, and Non-Newtons fluidSediment transport rateSediment concentration Equilibrium and Non-equilibrium sediment Diffusion and DispersionFluvial Processes Bed forms (flate and deform) Sand wave (Ripple, Dune)Evolution of channelRiver pattern： (meandering, braided)

5、Q9、悬移质含沙量沿垂线的分布规律？、悬移质含沙量沿垂线的分布规律？Q1、河流的基本组成？水流结构？、河流的基本组成？水流结构？Q2、河流的阻力由哪几部分组成？、河流的阻力由哪几部分组成？Q3、泥沙颗粒通常用什么曲线来表示？、泥沙颗粒通常用什么曲线来表示？Q4、泥沙颗粒沉降运动分为几种状态？各是什么？、泥沙颗粒沉降运动分为几种状态？各是什么？Q5、什么是床沙、推移质、悬移质？、什么是床沙、推移质、悬移质？Q6、维持泥沙悬浮的主要能量是什么？、维持泥沙悬浮的主要能量是什么？Q7、悬移质又分为什么？、悬移质又分为什么？Q8、什么是泥沙的起动？它有哪些形式？、什么是泥沙的起动？它有哪些形式？第一节第

6、一节 河流系统与河流的分类河流系统与河流的分类 河流是大自然环境中一个开放河流是大自然环境中一个开放的具有反馈调节机制的动态复杂系的具有反馈调节机制的动态复杂系统。统。 河流系统与周边环境间相互影河流系统与周边环境间相互影响、相互制约，一般具有五个方面响、相互制约，一般具有五个方面的特征：集合性，相关性，目的性，的特征：集合性，相关性，目的性，层次性，环境适应性。层次性，环境适应性。 1 1集合性集合性 通常河流系统都是由相互区别通常河流系统都是由相互区别同时又相互联系的不同元素组成，同时又相互联系的不同元素组成，它们统一、协调于此系统中。它们统一、协调于此系统中。 一、河流系统一、河流系统

7、河流系统与周边环境河流系统与周边环境河流系统的周边环境有？河流系统的周边环境有？ 2 2相关性相关性 河流系统中的各个元素之间都河流系统中的各个元素之间都存在着相互作用、相互制约的关系存在着相互作用、相互制约的关系。这种关联性多表现为。这种关联性多表现为“互为因果互为因果”，甚至有，甚至有“触一发而动全局触一发而动全局”的的作用作用 3 3目的性目的性 任一河流系统的行为都有其目任一河流系统的行为都有其目的性。即要维持河流自身活力，完的性。即要维持河流自身活力，完成在自然系统中应有的作用。成在自然系统中应有的作用。 4.4.层次性层次性 任一河流系统都有一定层次，任一河流系统都有一定层次，主系

8、统下有若干层子系统来完成整主系统下有若干层子系统来完成整系统的功能。系统的功能。 5 5环境适应性环境适应性 河流系统必须适应所处的河流系统必须适应所处的自然环境。当环境条件发生改自然环境。当环境条件发生改变时，它能通过自身的反馈调变时，它能通过自身的反馈调节作用与环境保持最佳适应状节作用与环境保持最佳适应状态或协调关系。态或协调关系。 马莲河流域示意图马莲河流域示意图二、河流的分类有哪些？按河床边界和地理位置二、河流的分类有哪些？按河床边界和地理位置 根据河床边界条件的可动性，可以划分为根据河床边界条件的可动性，可以划分为冲积性河冲积性河流流和和非冲积性非冲积性河流；根据河流所在的地理位置又

9、可将其河流；根据河流所在的地理位置又可将其分为分为山区河流山区河流和和平原河流平原河流两大类型。两大类型。 1 1山区河流的特性山区河流的特性? ? 山区河流河谷形态受地壳构造运动和水流侵蚀作用的双重影响。山区河流河谷形态受地壳构造运动和水流侵蚀作用的双重影响。陡峻的河谷地形使得山区河流的陡峻的河谷地形使得山区河流的暴雨径流形成快、汇流时间短暴雨径流形成快、汇流时间短。洪水猛涨猛落，洪水猛涨猛落，流量变幅极大流量变幅极大。推移质多为。推移质多为卵石及粗沙卵石及粗沙。山区河。山区河流多处于流多处于侵蚀下切状态侵蚀下切状态。河道纵剖面陡峻且常有。河道纵剖面陡峻且常有台阶形台阶形，而河道，而河道平面

10、摆动不大平面摆动不大。河谷断面一般呈。河谷断面一般呈“V”字型或字型或“U”字型，断面比较字型，断面比较窄深，中水河床与洪水河床之间没有明显的分界线，见下图。窄深，中水河床与洪水河床之间没有明显的分界线，见下图。 平原河流由于水流对泥沙的搬运、堆积作用，形成平原河流由于水流对泥沙的搬运、堆积作用，形成深厚的冲积层深厚的冲积层。冲积层可达数十或数百米厚，且自下向。冲积层可达数十或数百米厚，且自下向上有较明显的分选特征：夹沙卵石上有较明显的分选特征：夹沙卵石粗沙粗沙中沙中沙细沙。细沙。河流就在自身堆积的沉积层中流过，因此具有这种河床河流就在自身堆积的沉积层中流过，因此具有这种河床周界条件的河流通常

11、又被称为冲积性河流。周界条件的河流通常又被称为冲积性河流。 2. 2.平原河流的特性平原河流的特性? ? 平原河流的河谷发育完整，一般都具有平原河流的河谷发育完整，一般都具有河槽河槽及广阔的及广阔的河漫滩河漫滩，见下图。，见下图。 洪水期水流淹没河漫滩，而中、枯水期水流则被限制在主河槽洪水期水流淹没河漫滩，而中、枯水期水流则被限制在主河槽内。河漫滩表层沉积物较为松软且多为细沙、粘上或粘壤上。在中内。河漫滩表层沉积物较为松软且多为细沙、粘上或粘壤上。在中水位以下的河流主槽中，会形成一系列的泥沙堆积体。与河岸相接、水位以下的河流主槽中，会形成一系列的泥沙堆积体。与河岸相接、枯水时出露水面的沙滩称枯

12、水时出露水面的沙滩称边滩边滩（岸滩）。位于河槽中部、滩面低于（岸滩）。位于河槽中部、滩面低于中水位的沙滩称为中水位的沙滩称为江心滩江心滩，而洪水时才被淹没的称为，而洪水时才被淹没的称为江心洲江心洲（江心（江心岛）。边滩中向下游延伸插入江中的狭长部分称为岛）。边滩中向下游延伸插入江中的狭长部分称为沙嘴沙嘴。 顺直顺直（边滩平移）型、（边滩平移）型、弯曲弯曲（婉蜒）型、（婉蜒）型、分汉分汉（交替消长）（交替消长）型和型和散乱（游荡）散乱（游荡）型四种。这四种河型相应的河流典型横断面也型四种。这四种河型相应的河流典型横断面也可概括为：抛物线形（可概括为：抛物线形（a），不对称三角形（），不对称三角形

13、（b），马鞍形（），马鞍形（c），多汊形（，多汊形（d）四类，如图）四类，如图4-6 所示。所示。 * * 平原河流的四种河型有哪些？平原河流的四种河型有哪些？ 中水河槽顺直，中水河槽顺直，边滩成犬牙交错边滩成犬牙交错状分布，并在洪状分布，并在洪水期向下游平移水期向下游平移中水河槽具有弯中水河槽具有弯曲外形，深槽紧曲外形，深槽紧靠凹岸，边滩依靠凹岸，边滩依附凸岸，凹岸冲附凸岸，凹岸冲刷，凸岸淤涨刷，凸岸淤涨中水河槽分汊，中水河槽分汊，一般为双汊，也一般为双汊，也有多汊，各汊道有多汊，各汊道周期性交替消长周期性交替消长中水河槽河身宽中水河槽河身宽浅，沙滩密布，浅，沙滩密布，汊道纵横，变化汊道纵横

14、，变化十分迅速十分迅速 河床演变的具体原因千差万别，但归根结底都是由于河床演变的具体原因千差万别，但归根结底都是由于输沙的输沙的不平衡不平衡引起的。从工程角度考虑，冲积河流的演变形式按其特征引起的。从工程角度考虑，冲积河流的演变形式按其特征可作如下分类。可作如下分类。 （1 1）按河床演变空间特征分为）按河床演变空间特征分为纵向变形纵向变形和和横向变形横向变形。 （2 2）按河床演变的时间特征可分为）按河床演变的时间特征可分为单向变形单向变形和和复归性变形复归性变形。 （3 3） 按河床演变影响的范围考虑又分有按河床演变影响的范围考虑又分有长河段变形长河段变形和和短河短河段变形段变形。二、河床

15、演变的规律性二、河床演变的规律性 1.1.河床演变的基本原理河床演变的基本原理 水流与河床之间以泥沙为媒介的相互作用水流与河床之间以泥沙为媒介的相互作用, ,使得河床形态在使得河床形态在天然状态或人工干扰状态下始终处于变化过程，即河床演变。河天然状态或人工干扰状态下始终处于变化过程，即河床演变。河流来沙与输沙不平衡引起的河床变形，实质上就是水流与河床这流来沙与输沙不平衡引起的河床变形，实质上就是水流与河床这一对矛盾的自动调整过程。这反映了河床演变的基本原理一对矛盾的自动调整过程。这反映了河床演变的基本原理河河床自动调整理论床自动调整理论。 第二节第二节 河床演变的基本规律及分析方法河床演变的基

16、本规律及分析方法 河床冲淤变化起始于输沙平衡的破坏，而在河床冲淤变形的发展过程中，河床和水流侧通过改变河宽、水深、比降、床沙组成等一系列调整，使本河段挟沙能力逐渐与上游来沙量相适应，从而使河道向恢复输沙平衡，变形趋于终止的方向发展。 一、河床变形的原因和种类一、河床变形的原因和种类?2 2河床演变的特点河床演变的特点 （1 1） 河流反应的河流反应的连锁、辐射性连锁、辐射性。 （2 2）河流反应的）河流反应的明确目的性明确目的性。 （3） 河流反应的河流反应的有限范围性有限范围性。 河床演变的特征主要反映在两个方面：一是反映河床演变的特征主要反映在两个方面：一是反映在河床形态的变化方面；二是反

17、映在河势的变化方面在河床形态的变化方面；二是反映在河势的变化方面。河床形态平面的变迁、横河床形态平面的变迁、横断面形态的变化、河床组断面形态的变化、河床组成及河道纵比降的调整等成及河道纵比降的调整等 河道主流线（又称水流动河道主流线（又称水流动力轴线）的位置、走向以力轴线）的位置、走向以及河湾、沙洲、心滩等分及河湾、沙洲、心滩等分布与变化的态势布与变化的态势 对于某一具体河段，主要影响因素通常有：、对于某一具体河段，主要影响因素通常有：、河段进口（上边界）水沙条件。、河段出口（下边界）河段进口（上边界）水沙条件。、河段出口（下边界）条件，下游水位流量关系。、河段（周界）条件。条件，下游水位流量

18、关系。、河段（周界）条件。四、河床演变的分析研究方法四、河床演变的分析研究方法 河床演变分析的目的和基础。河床演变分析的目的和基础。 在工程实践中，通常采用方法有：、河道实测资料在工程实践中，通常采用方法有：、河道实测资料的整理分析；的整理分析； 、利用河流动力学原理对河床变形进行、利用河流动力学原理对河床变形进行概化理论计算；、通过河工模型和数学模型试验，对河概化理论计算；、通过河工模型和数学模型试验，对河床演变进行模拟、预测；、利用条件相似的河段进行类床演变进行模拟、预测；、利用条件相似的河段进行类比分析。比分析。在对具体河段进行河床演变分析时，实测资料的整理在对具体河段进行河床演变分析时

19、，实测资料的整理与分析总是一项基本的，也是非常重要的工作。与分析总是一项基本的，也是非常重要的工作。 决定性因素，它综决定性因素，它综合反映了流域对该合反映了流域对该河段的影响河段的影响 对河床变形的独立影响对河床变形的独立影响 对当地水流条件产生显著影响对当地水流条件产生显著影响 找出影响河道冲淤变化的主要因素及冲找出影响河道冲淤变化的主要因素及冲淤变化规律，预测今后发展的趋势，为淤变化规律，预测今后发展的趋势，为河流控制和治理提供依据河流控制和治理提供依据 河床演变的基本原理即河河床演变的基本原理即河床自动调整理论床自动调整理论 三、河床演变的主要影响因素？三、河床演变的主要影响因素？四、

20、河床演变的分析研究方法四、河床演变的分析研究方法1 1资料分析的准备工作资料分析的准备工作首先要对该河段现有资料进行全面首先要对该河段现有资料进行全面收集和熟悉收集和熟悉。同时，还必。同时，还必须进行须进行现场查勘现场查勘，带着要解决问题深入实际调查研究带着要解决问题深入实际调查研究 。2.2.资料分析资料分析抓住影响河床演变的来水来沙条件、河道比降、河床形态、抓住影响河床演变的来水来沙条件、河道比降、河床形态、河床组成以及人工干扰等主要因素，河床组成以及人工干扰等主要因素，从中找出主从关系和内在联从中找出主从关系和内在联系。系。 （1 1）平面变化分析。）平面变化分析。（2 2）纵向变化分析

21、及冲淤量估算。）纵向变化分析及冲淤量估算。 如果河段沿程有多处实测输沙率（含沙量）资料或断面实测资如果河段沿程有多处实测输沙率（含沙量）资料或断面实测资料时，分别采用输沙量法和断面法就能概化计算河段的沿程冲淤量。料时，分别采用输沙量法和断面法就能概化计算河段的沿程冲淤量。 1 1）输沙量法是根据输沙平衡原理，利用相邻两测站的输沙率）输沙量法是根据输沙平衡原理，利用相邻两测站的输沙率资料，计算同一时段内进出某河段的输沙量差，以此作为该河段的资料，计算同一时段内进出某河段的输沙量差，以此作为该河段的纵向泥沙冲淤量。计算公式为纵向泥沙冲淤量。计算公式为 2 2）断面法是利用各断面历次（多以水文年或汛

22、期为）断面法是利用各断面历次（多以水文年或汛期为问隔时间）实测资料，分析确定河道沿程冲淤量。具体问隔时间）实测资料，分析确定河道沿程冲淤量。具体做法是对于某一计算何段（分为若干代表断面）：做法是对于某一计算何段（分为若干代表断面）： a.a.每一断面选择某一较高的控制高程作为断面冲每一断面选择某一较高的控制高程作为断面冲淤计算的基准面。淤计算的基准面。 b b分别计算各断面历次实测控制基准面以下的断分别计算各断面历次实测控制基准面以下的断面面积。面面积。 c.c.计算各断面相邻两测次的断面面积差；计算各断面相邻两测次的断面面积差； d d概化计算该河段冲淤体积。概化计算该河段冲淤体积。 3）来

23、水来沙资料分析。一般要分析多年的流量、输）来水来沙资料分析。一般要分析多年的流量、输沙率资料，将年平均流量沙率资料，将年平均流量Q、含沙量、含沙量S、输沙率、输沙率G、年来、年来水量水量W、年来沙量、年来沙量WsWs、来沙组成、来沙组成d d5050等特征指标整理统计等特征指标整理统计出来。出来。 影响河道演变的主要因素影响河道演变的主要因素 4）地质资料的分析。通常需要根据钻探资料、查勘结果，制）地质资料的分析。通常需要根据钻探资料、查勘结果，制作河段的床沙级配曲线与地质剖面图。以了解河床的组成、抗冲作河段的床沙级配曲线与地质剖面图。以了解河床的组成、抗冲能力及其演变的历史轨迹。能力及其演变

24、的历史轨迹。 第三节第三节 冲积性平原河流的河床演变冲积性平原河流的河床演变 冲积性平原河流有四种河型，对应也有四种不同的演冲积性平原河流有四种河型，对应也有四种不同的演变规律。变规律。 一、顺直型河段一、顺直型河段 从几何形态上看这类河段的中水河槽比较顺直，两侧河岸从几何形态上看这类河段的中水河槽比较顺直，两侧河岸常依附有犬牙交错的边滩。纵向河床床面沿程深槽与浅滩相间。常依附有犬牙交错的边滩。纵向河床床面沿程深槽与浅滩相间。判断顺直型河段的主要标志是所谓的曲折系数判断顺直型河段的主要标志是所谓的曲折系数TS（河流曲折（河流曲折率）。它是一个河段深泓线长度与其进出口间直线距离之比。率）。它是一

25、个河段深泓线长度与其进出口间直线距离之比。顺直河段的顺直河段的TS多在多在1.15以下。以下。 这类河段演变的最主要特征是犬牙交错的边滩会逐渐顺流这类河段演变的最主要特征是犬牙交错的边滩会逐渐顺流向下移动，边滩迎水坡不断冲刷而背水面不断淤积，从而使整向下移动，边滩迎水坡不断冲刷而背水面不断淤积，从而使整个边滩不断向下游蠕动。个边滩不断向下游蠕动。 顺直河段河槽中浅滩的阻水作用导致深槽和浅滩冲淤交替顺直河段河槽中浅滩的阻水作用导致深槽和浅滩冲淤交替发生，即枯水刷滩，洪水刷槽。发生，即枯水刷滩，洪水刷槽。 一般而言，顺直河段的河势并不稳定，主流位置经常变化，一般而言，顺直河段的河势并不稳定，主流位

26、置经常变化，所以对航运和灌溉引水不利。为稳定河势，通常需要采取适当所以对航运和灌溉引水不利。为稳定河势，通常需要采取适当的稳定边滩治理措施。的稳定边滩治理措施。 二、弯曲（婉蜒）型河段二、弯曲（婉蜒）型河段 河道通常具有婉蜒曲折的平面外形，曲折系数河道通常具有婉蜒曲折的平面外形，曲折系数TS一般大于一般大于1.15。 1几何形态几何形态 就平面形态而言，它是由一系列正反相间的河弯和直线过渡段衣次衔就平面形态而言，它是由一系列正反相间的河弯和直线过渡段衣次衔接构成，中水河槽左曲右弯，河床纵剖面沿程深槽（河弯段）与浅滩（过接构成，中水河槽左曲右弯，河床纵剖面沿程深槽（河弯段）与浅滩（过渡段）相间，

27、波状起伏的形态特征渡段）相间，波状起伏的形态特征 。弯道段河床横剖面呈不对称三角形。弯道段河床横剖面呈不对称三角形。 2. 水、沙运动特征水、沙运动特征 弯道段水流受河弯的制约在离心惯性力的影响下，产生水面横比降和弯道段水流受河弯的制约在离心惯性力的影响下，产生水面横比降和弯道横向环流运动。受横比断面环流，在横断面上表现为上层水体指向凹弯道横向环流运动。受横比断面环流，在横断面上表现为上层水体指向凹岸、下层水体流向凸岸的横向旋转运动，弯道段的水流动力轴线具有岸、下层水体流向凸岸的横向旋转运动，弯道段的水流动力轴线具有“低低水傍岸，高水居中水傍岸，高水居中” ，俗称，俗称“低水走弯，高水走滩低水

28、走弯，高水走滩”的特点。与此相应的特点。与此相应，顶冲点的位置在弯顶附近也有，顶冲点的位置在弯顶附近也有“低水上提，高水下挫低水上提，高水下挫”的变化特点。的变化特点。 弯道横向环流与纵向流动合成为螺旋流，它直接影响着弯道河段的泥弯道横向环流与纵向流动合成为螺旋流，它直接影响着弯道河段的泥沙运动，引起凹岸冲刷，凸岸淤积。沙运动，引起凹岸冲刷，凸岸淤积。 摆幅河弯半径河弯中心角 3. 3. 河床演变特征河床演变特征 横向输沙不平衡，是引起弯曲河段各种演变的根本原横向输沙不平衡，是引起弯曲河段各种演变的根本原因。主要表现在：因。主要表现在： （1 1）横断面凹岸的崩退和凸岸的淤长。）横断面凹岸的崩

29、退和凸岸的淤长。 （2 2）平面弯曲发展，河线婉蜒蠕动。）平面弯曲发展，河线婉蜒蠕动。 （3 3）裁弯取直，弯道消长。）裁弯取直，弯道消长。三、分汊型河段三、分汊型河段 分汊型河段一般出现在沿岸组成物质不均匀的宽阔河谷中，分汊型河段一般出现在沿岸组成物质不均匀的宽阔河谷中，多位于河流的中、下游，其上游往往有较稳定的河道边界或有多位于河流的中、下游，其上游往往有较稳定的河道边界或有节点控制，河道流量变幅和含沙量均不大。汊道通常有主汊与节点控制，河道流量变幅和含沙量均不大。汊道通常有主汊与支汊之分，分流比的大小主要取决于两汊过水面积之比。分流支汊之分，分流比的大小主要取决于两汊过水面积之比。分流区

30、的流态、环流作用影响分流分沙比。区的流态、环流作用影响分流分沙比。从长时期看有如下演变从长时期看有如下演变特点：特点： （1 1）洲摊的移动与分合。江心洲的洲头不断地刷坍后退，）洲摊的移动与分合。江心洲的洲头不断地刷坍后退，洲尾向下游延伸，使江心洲缓慢下移。洲尾向下游延伸，使江心洲缓慢下移。两汊的冲此淤彼也会使两汊的冲此淤彼也会使江心洲横向摆动江心洲横向摆动。 （2）汊道的兴衰与交替。江心洲的移动以及分流处水流条件）汊道的兴衰与交替。江心洲的移动以及分流处水流条件的改变，往往引起分水分沙状态的变化。的改变，往往引起分水分沙状态的变化。各汊的消长主要取决各汊的消长主要取决于汊道进口的分水分沙情况

31、于汊道进口的分水分沙情况。 四、游荡型河段四、游荡型河段 1.1.河段特性河段特性 游荡型河道的河岸及游荡型河道的河岸及河床抗冲性均较差。一般河床抗冲性均较差。一般河身比较顺直，曲折系数河身比较顺直，曲折系数TsTs略大于略大于1 1。河道的平面河道的平面形态通常可以用形态通常可以用“宽、浅宽、浅、散、乱、散、乱”四字概括。四字概括。 一些游荡型河段由于河一些游荡型河段由于河道中长期大量泥沙淤积，道中长期大量泥沙淤积，河床高出两岸地面。如黄河床高出两岸地面。如黄河下游的一些河下游的一些河段，临河与背河地面高差一般为河段，临河与背河地面高差一般为3m3m5m5m，形成悬河。游荡型，形成悬河。游荡

32、型河段纵剖面的显著特征，是纵比降一般比弯曲型河段的陡峻。河段纵剖面的显著特征，是纵比降一般比弯曲型河段的陡峻。这就导致汛期水流湍急，佛汝德数较高，相应水流挟沙能力和这就导致汛期水流湍急，佛汝德数较高，相应水流挟沙能力和水流冲击力也较强。水流冲击力也较强。 2演变规律演变规律 （1 1）纵剖面变化特征。在年内具有滩槽冲淤交替的）纵剖面变化特征。在年内具有滩槽冲淤交替的往复变形规律。往复变形规律。 （2 2）平面变化规律。主流摆动不定、河势变化剧烈）平面变化规律。主流摆动不定、河势变化剧烈。 （3 3）藕节状河形的影响。游荡性河道宽窄相间的河）藕节状河形的影响。游荡性河道宽窄相间的河型，使窄段水流

33、有调理、控制下游宽河段河势的作用。型，使窄段水流有调理、控制下游宽河段河势的作用。 总之，游荡型河段易冲易淤，善变善徙，河道演变异总之，游荡型河段易冲易淤，善变善徙，河道演变异常剧烈、复杂，使得河床变形的控制和预测十分困难。这常剧烈、复杂，使得河床变形的控制和预测十分困难。这是治理游荡型河段的症结所在。是治理游荡型河段的症结所在。 第四节第四节 浅滩演变浅滩演变 沿河流的纵剖面，河床总是高低起伏不平，高差可以沿河流的纵剖面，河床总是高低起伏不平，高差可以达数米至数十米，河床凸起之处称为浅滩，凹低之处称为达数米至数十米，河床凸起之处称为浅滩，凹低之处称为深槽。浅滩处水深小，一条河流的最小通航水深

34、，就是由深槽。浅滩处水深小，一条河流的最小通航水深，就是由浅滩水深控制的。在平原河流中，其平面尺度通常都能满浅滩水深控制的。在平原河流中，其平面尺度通常都能满足航行要求，限制航行的关键是水深，因而航道整治的主足航行要求，限制航行的关键是水深，因而航道整治的主要目的就是增加碍航浅滩的水深。要目的就是增加碍航浅滩的水深。 从通航观点来看，虽然沿河流的纵剖面有一系列的凸从通航观点来看，虽然沿河流的纵剖面有一系列的凸起之处，但一般是将水深不足，碍航的地段称为浅滩，或起之处，但一般是将水深不足，碍航的地段称为浅滩，或称碍航浅滩。某一河段，如果航行的标准船舶吃水小，各称碍航浅滩。某一河段，如果航行的标准船

35、舶吃水小，各处水深都能满足航行要求，也就无所谓存在浅滩；如果设处水深都能满足航行要求，也就无所谓存在浅滩；如果设计标准提高，需航行较大的船舶，一些原来不碍航的浅滩计标准提高，需航行较大的船舶，一些原来不碍航的浅滩，可能由于水深达不到它的吃水要求，就会成为碍航浅滩，可能由于水深达不到它的吃水要求，就会成为碍航浅滩。 一、浅滩的成因？一、浅滩的成因？ 浅滩的形成是由于河段输沙不平衡而产生的局部淤浅滩的形成是由于河段输沙不平衡而产生的局部淤积。造成河段输沙能力不足以输送来沙的原因，概括起积。造成河段输沙能力不足以输送来沙的原因，概括起来有：流速的减小、环流的减弱或消失、洪枯水的流向来有：流速的减小、

36、环流的减弱或消失、洪枯水的流向不一致以及局部地区来沙量增大等。不一致以及局部地区来沙量增大等。 1.由于水流的挟沙力与流速的高次方成比，流速降低由于水流的挟沙力与流速的高次方成比，流速降低的地方，水流挟沙力必然急剧减少，从而产生泥沙淤积的地方，水流挟沙力必然急剧减少，从而产生泥沙淤积。因此，常常在以下地方出现浅滩：。因此，常常在以下地方出现浅滩： （1）比降突然减小的地方：如山区河流进入平原处，）比降突然减小的地方：如山区河流进入平原处，坡陡的支流汇入干流的支流河口处；坡陡的支流汇入干流的支流河口处； （2）单宽流量明显减小的地方：如河床突然展宽处；）单宽流量明显减小的地方：如河床突然展宽处；

37、 （3）局部壅水区：如河床收缩段上游的壅水区，汊道）局部壅水区：如河床收缩段上游的壅水区，汊道口门处的局部壅水区，干流对支流水位的顶托处，桥渡口门处的局部壅水区，干流对支流水位的顶托处，桥渡和拦河建筑物的壅水区等。和拦河建筑物的壅水区等。 2环流是泥沙横向输移的动力，也是沙质河床形成各环流是泥沙横向输移的动力，也是沙质河床形成各种类型淤积体的重要因素之一。在弯曲河流的两个反向弯种类型淤积体的重要因素之一。在弯曲河流的两个反向弯道的过渡段上，环流从一个方向转向另一个相反的方向，道的过渡段上，环流从一个方向转向另一个相反的方向，因而过渡段也是环流过渡之处，环流的强度在该处必然大因而过渡段也是环流过

38、渡之处，环流的强度在该处必然大大减弱和消失，使横向泥沙运动削弱或停止，从而造成局大减弱和消失，使横向泥沙运动削弱或停止，从而造成局部泥沙堆积，形成过渡段浅滩。部泥沙堆积，形成过渡段浅滩。 3洪枯水流向不一致也是形成浅滩的原因之一。洪、洪枯水流向不一致也是形成浅滩的原因之一。洪、枯水流向不一致，就意味着洪枯水期河床受冲刷的部位不枯水流向不一致，就意味着洪枯水期河床受冲刷的部位不同。河流由洪水降落至枯水时，即从洪水流向摆至枯水流同。河流由洪水降落至枯水时，即从洪水流向摆至枯水流向时，常常由于流量减少而使河槽冲刷能力降低，洪水时向时，常常由于流量减少而使河槽冲刷能力降低，洪水时淤下的泥沙，枯水时不能

39、全部冲刷掉而形成为浅滩。淤下的泥沙，枯水时不能全部冲刷掉而形成为浅滩。 4上游来沙突增，将造成本河段输沙不及，形成泥沙上游来沙突增，将造成本河段输沙不及，形成泥沙淤积体。淤积体。 二二 浅滩的构成浅滩的构成 冲积平原通航河道的浅滩，一般位于过渡段。过渡段冲积平原通航河道的浅滩，一般位于过渡段。过渡段浅滩的基本构成见图浅滩的基本构成见图5-28。与岸相连，洪水时淹没而枯水。与岸相连，洪水时淹没而枯水时出露的大型泥沙淤积体为边滩；位于浅滩上游一岸和下时出露的大型泥沙淤积体为边滩；位于浅滩上游一岸和下游另一岸的边滩，称为上边滩和下边滩。边滩尾部或首部游另一岸的边滩，称为上边滩和下边滩。边滩尾部或首部向沙埂延伸的部分称为上沙嘴或下沙嘴，与上、下边滩相向沙埂延伸的部分称为上沙嘴或下沙嘴，与上、下边滩相对而水深较大的深槽称为上深槽和下深槽。如图对而水深较大的深槽称为上深槽和下深槽。如图5-28a）所）所示，上、下深槽相互交错时，上深槽下部的尖端称为尖潭示，上、下深槽相互交错时，上深槽下部的尖端称为尖潭，下深